Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of changes in the angular velocity of the crankshaft of the marine engine for diagnosing the wear and location the failure of the fuel injection system

Drewing Sebastian, Abramczyk Norbert, Żuk Daria

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 25, nr 1

72--76

EN

The combustion process can be simply described as periodic explosions in a cylinder with its frequency dependent on the number of cylinders and the rotational speed of the shaft. In practice, uniformity of combustion parameters in every cylinder is almost impossible. Due to this fact, instantaneous angular acceleration does not remain the same at the ends of the crankshaft. These observations formed the basis for the investigation of the instantaneous angular speed of the crankshaft ends. To investigate the influence of the failure behavior of the fuel systems during a shaft’s rotational movement, a series of experiments were planned. For the simulations, a medium-speed marine engine driving electro generator was selected. The failure simulation was based on the installation of clogged spray holes, draining of part of fuel dose from high-pressure pump and decreasing of injection pressure by a lower tension of the injector spring. The results of measurement were processed and analyzed through a comparison of the fast Fourier transform spectra. As a general conclusion, a difference between general harmonics order of magnitudes was detected.

2

Interferencyjna metoda pomiaru nierównomierności biegu silnika

Łutowicz M.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

821--826

PL

W Polskiej Akademii Marynarki Wojennej trwają prace nad wykorzystaniem nierównomierności biegu silnika w celach diagnostycznych. Zajmuje się tym wiele ośrodków, jednak w PAMW w celu uzyskania lepszej rozdzielczości i odporności na zakłócenia postanowiono wykorzystać interferometr Sagnaca, stosowany od kilkunastu lat w nawigacyjnych żyroskopach optycznych. Profesjonalne żyroskopy optyczne zapewniają pomiary prędkości kątowej z rozdzielczościami nawet 0,002°/h (Acielo FOG 24) przy prędkości obrotowej ograniczonej do 50 obr/min. Rozdzielczość taka zdecydowanie przewyższa potrzeby diagnostyki silników tłokowych, jednak zakres mierzonej prędkości obrotowej jest zdecydowanie mniejszy od prędkości obrotowych nawet wolnoobrotowych silników okrętowych. W ramach prowadzonej pracy wykonano model interferometru Sagnaca przystosowany do pomiarów w zakresie prędkości obrotowych typowych dla średnio obrotowych silników okrętowych. Przy prędkości obrotowej 750 obr/min uzyskano rozdzielczość 0,0055%. Czas pomiaru jest bardzo krótki około 333 ns i jest on równy czasowi przejścia światła przez 100 m włókna światłowodu, dlatego metoda ta nie wprowadza istotnych przesunięć fazowych jak i nie ogranicza ilości próbek na obrót.

EN

In the Polish Naval Academy (PNA) are carried out research works on the use of the instantaneous angular speed (IAS) in engine diagnostic purposes. Many research centers deals with that problem. However PNA in order to obtain better resolution and immunity to interference decided to use the Sagnac’s interferometer, which is used in the optical gyroscopes in navigation for several years. Professional optical gyroscopes provide measurements of the angular velocity with the resolutions of even 0,002 °/h (Acielo FOG 24) at speed limited to 50 rpm. Such resolution strongly outweighs the need for diagnostics of piston engines, but the range of the measured rotational speed is definitely smaller than the speeds even of low-speed marine diesel engines. During the work model of the Sagnac’s interferometer had been developed for measurement of rotational speeds typical for medium-speed marine diesel engines. For rotational speed of 750 rpm resolution 0,0055 % had been obtained. The time of measurement is very short, about 333ns, and it is equal to the time of passage of light through the fiber optic cable with length of 100 meters. Because of that this method does not introduce significant phase shifts and does not limit the number of samples per engine shaft revolution.

3

Instantaneous angular speed: encoder-counter estimation compared with vibration data

Spagnol M., Bregant L.

Diagnostyka

|

2013

|

Vol. 14, No. 3

9--13

EN

In rotating machinery, actions of the moving parts take place at specific angular positions rather than at specific times. For this reason, having a geometrical reference, such as the one provided by an encoder, and studying the Instantaneous Angular Speed (IAS) variations can provide a large amount of information about the health status of the machine. In fact, from the variation of the IAS during the machine loads’ cycle it is possible to identify defects and faults. The current work focuses on the estimation of the IAS through the Elapsed Time (ET) method, using a counter in order to measure the time elapsed between the pulses of an encoder. Both IAS and vibration measurement are conducted on an asynchronous four poles electrical motor driven by 50Hz line current, without load. The study compares the order analysis of both signals. The bearing’s Fundamental Train Frequency is detected using IAS estimation.

4

Evaluation of combustion of engine Sulzer 3AL 25/30 by measuring of crankshaft angular speed

Dereszewski M., Polanowski S.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

346--350

EN

Analysis of Instantaneous Angular Speed (IAS) of the crankshaft is considered as one of non intrusive and effective method of detection of combustion quality deterioration. In this paper are presented results of experimental verification of high pressure fuel system’s malfunction detecting, using optical encoder for IAS recording. The implemented method relay on comparison of measurement results recorded under healthy and faulty condition of the engine. Elaborated dynamic model of angular speed variations enables to build templates of engine behavior. Data processing of raw angular speed signal was noise decomposition in way of implementation of Savitzky-Golay filter. Measured signal of faulty and healthy conditions were compared and value of difference was taken as an indicator of malfunction.

PL

Analiza chwilowej prędkości kątowej wału korbowego silnika jest uważana za efektywną i nieinwazyjną metodę wykrywania pogorszenia jakości procesu spalania w cylindrze. W artykule zaprezentowano wyniki weryfikacji eksperymentalnej wykrywania uszkodzenia systemu paliwowego wysokiego ciśnienia w oparciu o pomiar prędkości kątowej enkoderem optycznym. Zastosowana metoda polega na porównaniu wyników pomiaru na silniku sprawnym oraz z symulowanym uszkodzeniem. Model matematyczny ruchu obrotowego wału pozwala na tworzenie teoretycznych wzorców krzywej zmian prędkości dla różnych symulacji uszkodzeń. Dekompozycja zakłóceń sygnałów pomierzonych została przeprowadzona z wykorzystaniem filtrów Savitzky’ego-Golaya. Wartość różnicy pomiędzy wygładzonymi przebiegami prędkości chwilowej w stanie bez i z symulacją uszkodzenia stanowi wskaźnik uszkodzenia.

5

Monitoring of instantaneous angular speed of the crankshaft for control of the ship engine performance changes

Charchalis A., Dereszewski M.

Diagnostyka

|

2011

|

nr 4(60)

53-58

EN

The paper presents an idea to utilize crankshaft's angular speed variation and its derivative for monitoring of trouble of diesel engine combustion quality. Measurement of instantaneous angular speed, long term recording and archive of values is enable by modern programmable logic controllers. Measurement of IAS (Instantaneous Angular Speed) is done using optical sensor and toothed disc. Advantage of this method is simple installation and constant signal. Collected data can be processed on board, basing on MS Excel formulas. Observation of changes of instantaneous speed and acceleration can not replace Main Effective Pressure measurement or vibration monitoring, but tool for early warning. When a signal of deteriorating of engine performance is obtain, more accurate diagnostic can be implemented. Expected final result will be elimination of engine's cycle's irregularity. Proposed method is at early stage of investigation and further steps to prove its utility and to develop concluding rules are to be conducted. In the paper are presented preliminary analysis of some bunches of data collected from two bulk carriers, operating in similar conditions.

PL

W artykule przedstawiono ideę wykorzystania funkcji zmian prędkości kątowej wału korbowego oraz jej pochodnej do monitorowania zakłóceń równomierności pracy cylindrów. Pomiar prędkości chwilowej, zapis i archiwizacja wartości jest możliwa dzięki zastosowaniu sterownika programowalnego. Zalety powyższej metody to łatwość instalacji systemu oraz uzyskiwanie bieżącego sygnału. Zebrane dane mogą być obrabiane na statku, w oparciu o formuły zapisane w programie MS Excel. Obserwacja zmian chwilowej prędkości i przyspieszenia kątowego nie zastąpi typowych pomiarów takich jak pomiar ciśnienia indykowanego lub monitoring drgań, jest jednak doskonałym narzędziem do wczesnego informowania i ostrzegania. Przedstawiona metoda jest na wczesnym etapie badań i wymaga dalszych analiz w celu wykazania jej użyteczności diagnostycznej oraz określenia reguł wnioskowania. W artykule przedstawiono wstępne analizy pakietów danych pochodzących z dwóch masowców operujących w podobnych warunkach.